論文基于at89c51單片機的數(shù)字式低頻信號發(fā)生器(編輯修改稿)
2025-07-13 06:55 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 要這 幾種信 號的發(fā) 生裝 置。為了 研 究和實 驗 方便，研 制一種 可以靈 活的使 用，功 能相對比 較 齊 全、使 用 起 來簡 單 方便的信 號源是 非常有 必 要的 。 到了二十一世紀，伴隨集成電路技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了很多頻率可過 GHz 的 DDS 芯片，這也推動了函數(shù)波形發(fā)生器的進一步發(fā)展， 2021 年時， Agilent 的 33220A就能夠產(chǎn)生 17 種波形，最高的頻率達到 20M，在 2021 年期間根據(jù)數(shù)據(jù)調(diào)查顯示， N6030A 可以 產(chǎn)生 500MHz 的頻率，采樣頻率可達 。以上數(shù)據(jù)說明函數(shù)波形發(fā)生器在電子設(shè)備領(lǐng)域發(fā)展迅速，表現(xiàn)在以下方面： 在過去的發(fā)展階段中，因為局限于種種潛在因素，使得頻率發(fā)展范圍小、應(yīng)用性不強、可控能力和實施能力弱。但是隨著波形頻率的普及和應(yīng)用，帶動了波形發(fā)生器不斷向前發(fā)展，開發(fā)性強，方便了復(fù)雜數(shù)據(jù)的整理。波形發(fā)生器的結(jié)構(gòu)模式擁有強大發(fā)展動力，波形發(fā)生器能夠做到將一連串直線、定點和平面、集 合函數(shù)把波形相關(guān)數(shù)據(jù)儲存起來。然后再通過權(quán)威的數(shù)學(xué)理論依據(jù)進行合成，把簡單的數(shù)字公式就轉(zhuǎn)換成了 v=f (t)形式的高等公式，波形方程式由此就產(chǎn)生了。因此大大提高了函數(shù)發(fā)生器的靈活性和變動性，繼而對其他波形發(fā)生器的開發(fā)和研究工作起到了導(dǎo)向作用。目前看來我們可以利用 Visual Basic ,Visual C 等高級編程程序，這樣就方便從計算機上提取波形數(shù)據(jù)，獲取波形變動最佳值。 ▲結(jié)合 VXI 資源。如今，波形發(fā)生器以獨立性和實用性的設(shè)計理念緊隨時代發(fā)展趨勢，通過獨立的儀器設(shè)備和實用價值的插卡、 VXI 模塊進行實施活 動。但是 VXI 總線的成熟和對測量儀器的要求很高，在很多方面都需要使用 VXI 系 5 統(tǒng)來測量產(chǎn)生的復(fù)雜波形， VXI 的系統(tǒng)則提供了很好的優(yōu)越性，但開發(fā) VXI 模塊的周期較長，而且需要專業(yè)的 VXI 機箱，使得波形發(fā)生器的 VXI 模塊僅僅只能在軍事、航空和國防等大型方面使用。在民用方面， VXI 模塊還不如臺式儀器方便。 國民經(jīng)濟快速發(fā)展和國家軟實力不斷增強，信息技術(shù)在優(yōu)良環(huán)境下穩(wěn)步向前發(fā)展，在經(jīng)歷了發(fā)展低谷期之后，重整旗鼓，創(chuàng)造另一方發(fā)展天地。通過不斷的改革創(chuàng)新，追求新形式、新資源，儀器設(shè)備在外形方面也有了很大改變，并且添加了許 多以往不曾有的功能特效，實施能力強，工作效率高。在價格和質(zhì)量方面具有更大的進步性，不僅價格低而且質(zhì)量高。與之前的產(chǎn)品相比，提高更好地質(zhì)量服務(wù)。 國內(nèi)外波形發(fā)生器產(chǎn)品比較 20 世紀 70 到 80 年代，美國 Wavetek 和日本的東亞電波工業(yè)兩大主要公司以真實性贏取消費群體的認可和贊同，分別展示了最高的取樣頻率為 5MHz ，能夠組成 256 個 點 (存儲長度 )的 波形數(shù)據(jù)，垂直分辨率為 8bit，以高品質(zhì)信息能源方式應(yīng)用于醫(yī)療設(shè)備、化學(xué) 研究領(lǐng)域、物理研究領(lǐng)域。歷經(jīng) 30 年，隨著其他電子設(shè)備開發(fā)軟件的更新、數(shù)字媒體技術(shù)的創(chuàng)新、生產(chǎn)設(shè)備的高效發(fā)展，波形發(fā)生器也經(jīng)歷了質(zhì)變過程，有了更大的發(fā)展空間，操作流程更簡潔化、質(zhì)量化，保證了波形輸出的可靠性。由于操作方便，控制性強，新增的編輯功能多，便于工作的管理和實施。 2 方案論證與比較 我們要具體問題具體分析，根據(jù)不同的場合和應(yīng)用形式，慎重、合理選用不同種類的波形發(fā)生器，不同規(guī)格的發(fā)生器會有不同的實現(xiàn)效果，因此要選擇不同的設(shè)計方案。通常情況下，波形發(fā)生器大致為方形、多方形、圓形、正弦波和三角波等形 式。但是有些使用場合有著明確使用規(guī)定，根據(jù)要求進行采用。不同的波形有著同等的指標，頻率、幅度、穩(wěn)定性、時間、速度等。其中，占空比例外的，它是脈沖波形的專屬要求。波形發(fā)生器的設(shè)計思路也會不同，設(shè)計方案具體為專門軟件設(shè)計、專門硬件設(shè)計、軟件硬件相結(jié)合三種主要方法。 方案一 利用純硬件設(shè)計波形發(fā)生器的方法在最開始發(fā)展階段，大都是采用運算放大器和元件主要設(shè)計元素，實現(xiàn)比較簡單的波形設(shè)計，得到的波形有方形波、正弦 6 波、三角波。 工作原理也很單一：剛開始產(chǎn)生正弦波，然后通過波形變換來實現(xiàn)方波與三角波。在波形后面 加上一級放大電路，就能夠利用波形變換這個途徑使波形輸出實現(xiàn)最佳效果，再借助開關(guān)控制電路進行波形的靈活轉(zhuǎn)換，通過變換電路相關(guān)數(shù)值進行幅度、頻率和其他相關(guān)指標的改變。嚴格篩選器件和優(yōu)化電路內(nèi)部結(jié)構(gòu)、配置有效資源能夠大幅度提升波形發(fā)生器的穩(wěn)定性、精確性和優(yōu)化性。在純硬件設(shè)計法的實踐過程中，其實正弦波的設(shè)計原理也是同樣的，設(shè)計方案很多，各不相同，電路的形式有三大類： LC、 RC 和石英晶體振蕩器。則 LC 振蕩器適合投入到 Hz 至幾百 MHz 的高頻率信號的生產(chǎn)中去；石英晶體振蕩器則能產(chǎn)生幾百 kHz 至幾十 MHz 的高頻率信號，還能 夠有效保障它的穩(wěn)定性能；對于低頻率而言的 RC 振蕩電路，主要分為氏橋振蕩電路、雙 T 網(wǎng)絡(luò)式和移相式振蕩電路等，而且文氏橋振蕩電路是應(yīng)用最為廣泛的。如今要想實現(xiàn)波形發(fā)生器的最直接、最有效的方法就是采用單片組成函數(shù)
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